Biomecánica de los huesos Milagro Vargas Adriana sinning María Fernanda Aguilar Amelia torres Isabel quintero

El sistema esquelético esta compuesto por los huesos, que unidos a las articulaciones, confieren a este sistema sus funciones básicas de sostén y movilidad del cuerpo humano

HUESOS El hueso es el único tejido cuya responsabilidad principal es soportar las cargas mecánicas de las que es objeto el cuerpo

COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL TEJIDO OSEO INORGÁNICO 60%: dureza y rigidez hidroxiapatita (calcio y fosforo) mg,na,k,cl ORGÁNICO 30%:flexibilidad y resistencia tensil fibras colágenos células Oseas AGUA 10%

huesos Desempeñan dos tipos de funciones: 1) MECANICAS: ES SOPORTE Y PROTECCION DE ORGANISMOS INTERNOS 2) FISIOLOGICAS: controla el metabolismo de calcio, magnesio y fosforo, producción de células

El hueso como estructura El hueso posee propiedades mecánicas que se pueden estudiar desde un punto de vista macroscópico y microspicopicas

MACROSCÓPICAMENTE La forma de los huesos refleja una adaptación a cargas estáticas y dinámicas, así como su función de protección y soporte de órganos. El hueso está compuesto de hueso compacto y esponjoso. Puede considerarse que es un continuo entre un material menos a uno más poroso.

MICROSCÓPICAMENTE Depende de la organización del colágeno, de la organización de la hidroxiapatita y de la organización de los vasos sanguíneos

Configuración laminar ( hueso maduro) A pesar de las diferencias en la forma macroscópica el hueso presenta una configuración estructural microscópica semejante con independencia de que sea cortical o esponjoso Configuración laminar ( hueso maduro) Configuración no laminar o en encaje ( hueso inmaduro)

CARACTERISTICAS BIOMECANICAS HUESO MADURO O CORTICAL tejido altamente especializado en mayor proporción en la diáfisis proveer resistencia y rigidez al sistema esquelético baja elasticidad soporte gran cantidad de cargas antes de la falla

CARACTERISTICAS BIOMECANICAS HUESO ESPONJOSO MADURO es mas débil , menos rígido y denso que el hueso compacto se ubica en mayor proporción en las epífisis formado por traveculas que conforman una estructura en malla traveculas se adaptan al estrés, por disposición del colágeno

BIOMECANICA DEL SISTEMA DE TRAVECULAS Distribuyen las cargas en las epífisis Transmiten las cargas Las traveculas se disponen en dirección de las cargas Tejido especializado en soportar cargas compresivas

Hueso inmaduro Las fibras colágenos mineralizadas no guardan ningún paralelismo entre ellas . Esta clase de hueso es el que primero aparece en cualquier tipo de osteogenesis que mas tarde es remplazado por hueso laminar En el cuerpo adulto desaparece pero puede reaparecer en fracturas, tumores óseos o en cualquier situación de aumento en la producción de matriz ósea.

PROPIEDADES MECÁNICAS Fuerza Rigidez Estas dos características pueden entenderse mas fácilmente examinando el comportamiento de los huesos bajo cargas la cual causa una deformación .

Las propiedades mecánicas difieren en : Huesos cortical: mas rígido soportando mayor solicitación pero menos deformación hasta fracturarse Hueso esponjoso: soporta hasta un 50% de deformación . Tiene una gran capacidad de almacenamiento de energía

Las fuerzas y momentos se pueden aplicar a una estructura en varia direcciones produciendo: Tensión Compresión Flexión Cizalla Torsión Carga combinada

TENSIÓN Durante la carga tensil cargas iguales y opuestas se aplican hacia afuera de la estructura, y la solicitación y deformación tesil se produce en el interior de la estructura. Bajo carga tensil la estructura se alarga y se estrecha. Las fracturas se pueden observar en huesos con una gran proporción de hueso esponjoso (calcaneo)

COMPRESIÓN Se aplican cargas iguales, opuestas hacia el hueso y la solicitación y deformación se produce en el interior del hueso Se encuentran comúnmente en las vertebras que están sometidas a intensas cargas

cizalla Se realiza una carga paralela a la superficie de la estructura. Un hueso sometido a esta fuerza se deforma internamente de una manera angular Siempre que una estructura es sometida a cargas tensiles y compresivas se produce una solicitaciones en cizalla

FLEXIÓN Las cargas se aplican de modo que se genera una flexión donde se somete a una combinación de tension y compresión. Es un esfuerzo a que esta sometido un cuerpo cuando las fuerzas externas tiene una curva y hace que el hueso se doble sobre su eje mayor.

TORCION Se aplica una carga a un hueso de tal forma que causa un giro sobe un eje y se produce un momento dentro de la estructura, la solicitación en cizalla se distribuye por todo el hueso

Carga combinada El hueso esta sometido a diferentes patrones de carga durante la actividad física comunes como caminar, correr. Una fractura constantemente es producida por una combinación de cargas

Si una carga en una dirección conocida se aplica en un hueso , la deformación puede ser medida y representada en una curva de carga- deformación.

LEYES DEL DISEÑO OSEO DELPECH: mayor presiones sobre cartílago, inhibe crecimiento JANSEN: el diseño interno es en dirección de las presiones funcionales JONES: no siempre la presión constante estimula al hueso, a veces hay reabsorción ósea Hueter–Volkman: presiones intermitentes estimulan el crecimiento oseo

GRACIAS